پیاده‌سازی و ارزیابی کنترل‌کننده منطق فازی جهت تنظیمات خودکار کمباین غلات

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری

2 دانشیار دانشگاه تهران

3 کارشناس ارشد هوش مصنوعی دانشگاه صنعتی‌ شریف

چکیده

 به­دلیل نبود مدل ریاضی و اینکه عوامل تأثیرگذار بر افت انتهای کمباین ماهیت غیر خطی دارند، در این تحقیق با بهره‌گیری از دانش شخص خبره، سیستمی هوشمند مبتنی بر کنترل‌کننده منطق فازی برای تنظیمات خودکار کمباین طراحی، پیاده‌سازی، و ارزیابی شد.  این سیستم هوشمند قادر بود بر اساس اطلاعات دریافتی از مقدار تلفات در الک‌ها و کاه‌پران‌ها به اجرای تنظیمات خودکار سرعت دورانی کوبنده، فاصلة کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی دست زند.  به­منظور اجرای طرح، در ابتدا مکانیزم‌های تغییر وضعیت این واحدها در کمباین جاندیر مدل 955 از حالت مکانیکی به هیدرولیکی تغییر داده شدند.  برای این کار، چهار حسگر برای اندازه‌گیری پارامترهای کاری کمباین شامل: سرعت دورانی کوبنده، فاصلة کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی و سه حسگر برای اندازه‌گیری تلفات انتهای کمباین شامل دو حسگر برای اندازه‌گیری تلفات کاه‌پران‌ها و یک حسگر برای اندازه‌گیری تلفات الک‌ها نصب شدند.  ورودی‌های سیستم شامل تلفات الک‌ها و کاه‌پران‌ها و خروجی‌های سیستم شامل سرعت دورانی کوبنده، فاصلة کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی هستند.  برای هر یک از ورودی‌های سیستم سه تابع تعلق ذوزنقه‌ای و برای هر یک از خروجی‌ها، فازی­ساز منفرد در نظر گرفته شد.  برای منطق فازی در مجموع شش قاعده با اپراتور منطقی AND و موتور استنتاج مینیمم ممدانی طراحی شد.  الگوریتم طراحی شده، درون یک کنترل­کنندة منطقی برنامه‌پذیر برنامه‌ریزی و در داخل کابین کمباین تعبیه شد.  به­منظور ارزیابی سیستم، آزمون‌های میدانی متعددی در تابستان 1385 در شهرستان اراک به اجرا درآمد.  نتایج تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها نشان می­دهد که میانگین تلفات برداشت با کمباین مجهز به منطق فازی و کمباین فاقد کنترل­کننده تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال 1 درصد دارد. 

کلیدواژه‌ها


Behroozi Lar, M., Hassan Pour, M., Sadegh Nezhad, H., Asadi, A., Khosravani, A. and Saati, M. 1995. Combine harvesting loss. Agric. Engineering Research Institute. Final Research Report. Karaj. Iran. (in Farsi)

Benson, E. R., Reid, J. F. and Zhang, Q. 2000. Development of an automated combine guidance system. ASAE Annual Meeting. Paper No. 001337. St. Joseph. MI 49085-9659. USA. Paper No. 003137.

Brizgis, L. J., Nave, W. R., Paulsen, M. R. 1980. Automatic cylinder control for combines. Trans. ASAE. 23(5): 1066-1071.

Griffin, G. A. 1987. Combine harvesting, FMO. John Deer company Pub.

Hall, J. W. 1992. Emulating human process control functions with neural networks. Ph.D. Dissertation. Department of Mechanical Engineering. University of Illinois. Urbana Illinois.

Jalaei, A. and Javidi, M. 2004. Investigation of combine cleaning shoe to implementation of a fuzzy logic controler. The 3rd national conference on agricultural machinery and mechanization. Kerman. Iran. (in Farsi)

Klir, G. J. and Yuan, B. 1995. Fuzzy Sets and Fuzzy Logic theory and application. Prentice Hall, Inc. New Jersey. USA.

Krutz, G. W. and Mailander, M. P. 1983. Automatic combine. Proceeding of the 1st International Conference on Robotics and Intelligent Machines in Agriculture. Tampa. Florida. USA.

Le Flufy, M. J. and Stone, G. T. 1983. Speed control of a combine harvester to maintain a specific level of measured threshing grain loss. J. Agric. Eng. Res. 28, 537-543.

Ma, X., Karl-heinz Otto, M. and Folker, B. 2003. Harvester with intelligent hybrid control system. United States Patent. 6553300.

Maertens, K., Ramon, H. and De Baerdemaeker, J. 2002. Online monitoring system for separation processes in combine harvesters. ASAE. 701P0502. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.

Taylor, R., Downs, W. and Stone, M. 2008. Combine operation: Loss monitors. Oklahoma cooperation extension fact sheets. Oklahoma State University. http://osufacts.okstate.edu.

Teshnelab, M., Saffar Pour, N. and Afyooni, D. 2001. Fuzzy systems and control. Khaje Nasir University. Tehran. Iran. (in Farsi)

Yan, J., Ryan, M. and Power, J. 1994. Using Fuzzy Logic:Towards Intelligent Systems. Prentice Hall, Inc. New Jersey. USA.